4. Antaganden
4.2 Antaganden för de olika behandlingsmetoderna
Specifikt antagna emissioner från respektive behandlingsmetod anges i följande avsnitt. De kvantifierade emissionerna anges i fet stil och de kvalitativt bedömda emissionerna är kursiverade. Antagandena om systemen är gjorda med utgångspunkt i vad som är de vanligaste förfaringssätten i det svenska energisystemet. För källor, utförlig förklaring och resonemang till antaganden, se bilaga C. För beräkningar, se bilaga D.
4.2.2 Antaganden för rötningsprocessen
Biogasanläggningen i systemet är en mesofil samrötningsanläggning, där TS-halten på substratblandningen är 10 %. I systemet anländer substratet till anläggningen, där det förbehandlas, rötas och uppgraderas till fordonsgas. El och värme krävs för drift av anläggningen. El tillförs anläggningen i form av svensk elmix och värmen produceras internt i en biogasdriven värmepanna med en verkningsgrad på 95 %. Energibehovet i anläggningen beror av substratets TS-halt – mer energi krävs ju högre halten är. Utöver detta krävs energi i form av fossila bränslen för spridning av
rötresten. Se Figur 6 nedan för schematisk skiss över systemet.
Produkten är uppgraderad biogas som används till fordonsbränsle i en personbil och rötresten används som gödningsmedel på åkrar. Fordonsgasen och rötresten antas ersätta fossila fordonsbränslen respektive mineralgödsel. Toxiska ämnen går opåverkade genom rötningsprocessen och återfinns i rötresten.
I Tabell 3 nedan anges emissioner av ämnen som påverkar klimatmålen från de olika delarna i rötningsprocessen. Ämnen i fet stil har kvantifierats, medan de kursiverade bedöms kvalitativt. För källor, utförlig förklaring och resonemang, se bilaga C.
Tabell 3: Emissioner från biogassystemet och deras påverkan på miljömålen Mål Direkt från
anläggningen
El, värme och diesel Biogas i personbilar Användning av rötrest 1. Begränsad klimatpåverkan CH4, N2O CO2, CH4, N2O CH4 CH4, N2O
2. Frisk luft VOC SO2, NO2, CO, VOC NOx, CO, VOC, partiklar - 3. Bara naturlig försurning NH3 SO2, NOx, NH3 NOx NH3
4. Giftfri miljö - Tungmetaller, dioxiner - Tungmetaller, Dioxiner 7. Ingen övergödning NH3 NH3, NOx NOx NH3 13. Ett rikt odlingslandskap - - - Näringsåterföring, markförbättring 15. God bebyggd miljö Energibalans Organiskt avfall behandlas biologiskt
Energibalans Energibalans Energibalans
I Tabell 4 anges antagandena för de energiflöden och emissioner som kunnat
kvantifieras i rötningsprocessen. För beräkningar av dessa för varje substrat, se bilaga D.
Tabell 4: Antagna värden för energiflöden och kvantifierade emissioner från rötningsprocessen.
Antagna värden
Energibehov
- Drift: El 46 MJ/ton substratblandning - Drift: Värme 100 MJ/ton substratblandning - Förbehandling (hög TS-halt) 15 MJ/ton substrat
- Avvattning av rötrest (hög TS-halt) 4,5 MJ/ton rötrest
- Uppgradering 1,71 MJ/m3 uppgraderad biogas - Spridning av rötrest 20 MJ/ton rötrest
Utvunnen energi i biogas 35,3 MJ/m3 CH4
Indirekt energivinst: Mineralgödsel Proportionellt mot NH4 och P i rötrest
Kvantifierade emissioner
- CH4 från rötkammare 1,7 % av CH4 - CH4 från uppgradering 3,1 % av CH4 - NH3, spridning av rötrest 310 g/ton rötrest - N2O, spridning av rötrest 25 g/ton rötrest
4.2.2 Antaganden för förbränningsprocessen
Anläggningen i systemet är en förbränningsanläggning som producerar el och värme. För drift av anläggningen krävs energi i form av el och värme, vilket tillgodoses från intern produktion. De största mängderna av toxiska ämnen renas bort och binds hårt till flygaskan, som deponeras. Askhantering och deponi av aska ger inte upphov till några emissioner eftersom den studerade tidsperioden, ett år, är för kort för att
betydande mängder av miljöpåverkande ämnen ska kunna läcka ut från deponin. Figur 7 nedan visar en schematisk skiss över förbränningsprocessen. Produkterna el och värme antas ersätta svensk elmix och fjärrvärme.
De ämnen som släpps ut från förbränningsanläggningen och deras påverkan på miljömålen anges i Tabell 5 nedan. De ämnen som är fetmarkerade har kvantifierats och de kursiverade är icke kvantifierade. Antagna värden på kvantifierade emissioner beskrivs i Tabell 6 nedan. För källor, utförlig förklaring och resonemang, se bilaga C. För beräkningar, se bilaga D.
Tabell 5: Emissioner från förbränningsprocessen och deras påverkan på miljömålen Mål Direkt från anläggningen
1. Begränsad klimatpåverkan -
2. Frisk luft SOx, NOx, CO, VOC, Partiklar
3. Bara naturlig försurning SOx, NOx, NH3 4. Giftfri miljö Hg, dioxiner 7. Ingen övergödning NOx, NH3 13. Ett rikt odlingslandskap -
15. God bebyggd miljö Energibalans
Aska går till deponi
Tabell 6: Antagna värden för energiflöden och kvantifierade emissioner från förbränningsprocessen.
Antagna värden
Energibehov
- Drift: El 378 MJ/ton bränsle - Drift: Värme 180 MJ/ton bränsle - Förbehandling: El 267,77 MJ/ton bränsle - Förbehandling: Värme 339,18 MJ/ton bränsle
Utvunnen energi 90 % av energin i bränslet
- El 1/3 av utvunnen energi
- Värme 2/3 av utvunnen energi
Indirekt energivinst 0
Kvantifierade emissioner
- NOX 0,15 g/MJ tillfört bränsle - SOX 1,30*(kg S/ton bränsle) - CO 1 g/MJ tillfört bränsle - VOC 0,1 g/MJ tillfört bränsle - N2O 10 mg/MJ tillfört bränsle - Partiklar 10 g/ton tillfört bränsle - NH3 5 mg/MJ tillfört bränsle
- Hg 6 % av Hg i bränslet
4.2.3 Antaganden för komposteringsprocessen
Anläggningen i studien är en öppen strängkomposteringsanläggning utan rening av frånluften. Det organiska materialet anländer till anläggningen, förbehandlas och komposteras. Kompostmaterialet håller en fukthalt på minst 50 % och vänds under komposteringen med hjälp av traktorer. Den färdiga produkten kompost används i anläggningsarbeten och sprids också med hjälp av traktorer. Toxiska ämnen går opåverkade genom komposten och återfinns i kompostjorden. Inga restprodukter finns. Figur 8 nedan visar en schematisk skiss över komposteringsprocessen. Energi i form av el och fossila bränslen krävs för drift av anläggningen och vid spridning av kompost krävs ytterligare fossila bränslen. Ingen energiutvinning sker. Produkten kan inte ersätta något annat.
Emissioner från systemets delar och påverkan på miljömålen beskrivs i Tabell 7 nedan. Kvantifierade emissioner anges i fet stil och de icke kvantifierade är kursiva. Antagna värden på kvantifierade emissioner anges i Tabell 8. För källor, utförlig förklaring och resonemang, se bilaga C. För beräkningar, se bilaga D.
Tabell 7: Emissioner från komposteringssystemets och deras påverkan på miljömålen. Mål Direkt från
anläggningen
El och diesel Användning av kompost 1. Begränsad
klimatpåverkan
CH4, N2O CO2, CH4, N2O -
2. Frisk luft VOC SO2, NO2, CO, VOC -
3. Bara naturlig försurning
NH3 SO2, NOx, NH3 -
4. Giftfri miljö Tungmetaller, dioxiner Tungmetaller, dioxiner 7. Ingen övergödning NH3 NH3, NOx - 13. Ett rikt odlingslandskap - - Viss återföring av växtnäring och bättre markstruktur 15. God bebyggd miljö Organiskt avfall behandlas biologiskt Energibalans -
Tabell 8: Antagna värden för energiflöden och kvantifierade emissioner från komposteringsprocessen.
Antagna värden
Energibehov
- Drift: El 7 MJ/ton material - Drift: Fordon 55 MJ/ton material - Spridning av kompost 10,5 MJ/ton material
Utvunnen energi 0 Indirekt energivinst 0 Kvantifierade emissioner - CH4 0,35 % av bildat CO2 - N-förlust 0,55903-0,01108*(C/N) - N2O 0,063*N –förlust - NH3 1,17*N-förlust
4.2.4 Antaganden för lagring och spridning av flytgödsel
I systemet studeras ett jordbruk där flytgödsel produceras, lagras och sprids. Flytgödseln antas här utgöras av flytgödsel och sprids med hjälp av en traktor som drar en spridare på släp. Energi i form av diesel behövs för driften av traktorerna. Flytgödseln antas kunna ersätta mineralgödsel. Eventuella toxiska ämnen följer med gödslet genom processen och inga restprodukter finns. Ingen energi utvinns vid lagring och spridning av gödsel. Figur 9 nedan visar en schematisk skiss över systemet.
Emissioner från systemets delar och påverkan på miljömålen beskrivs i Tabell 9. De kursiverade ämnena har inte kunnat kvantifieras, vilket de fetmarkerade har. De kvantifierade emissionerna anges i
Tabell 10 nedan. För källor, utförlig förklaring och resonemang, se bilaga C. För beräkningar, se bilaga D.
Tabell 9: Emissioner från lagring och spridning av flytgödsel och deras påverkan på miljömålen. Mål Diesel Lagring Spridning av flytgödsel 1. Begränsad
klimatpåverkan
CO2, CH4, N2O CH4, N2O CH4, N2O
2. Frisk luft SO2, NO2, CO, VOC VOC VOC
3. Bara naturlig försurning
SO2, NOx, NH3 NH3 NH3
4. Giftfri miljö - - Tungmetaller, dioxiner 7. Ingen övergödning NH3, NOx NH3 NH3 13. Ett rikt odlingslandskap - - Återföring av växtnäring 15. God bebyggd miljö Energibalans - -
Tabell 10: Antagna värden för kvantifierade emissioner från lagring och spridning av flytgödsel. Antagna värden
Energibehov
Diesel för spridning av flytgödsel 20 MJ/ton flytgödsel
Utvunnen energi 0
Indirekt energivinst: Mineralgödsel Proportionellt mot NH4 och P i flytgödsel
Kvantifierade emissioner
- CH4 2,5 % av maximalt bildad CH4
- NH3 (spridning) 250 g/ton flytgödsel